MAX9617 - MAX9620：高性能零漂移運(yùn)算放大器的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計工作中，運(yùn)算放大器是不可或缺的基礎(chǔ)元器件。今天就來給大家詳細(xì)介紹Maxim Integrated推出的MAX9617 - MAX9620系列，這是一款單/雙SC70封裝、零漂移、高效的1.5MHz軌到軌輸入輸出（RRIO）運(yùn)算放大器。

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產(chǎn)品概述

MAX9617 - MAX9620是低功耗、零漂移的運(yùn)算放大器，采用節(jié)省空間的SC70封裝，專為便攜式消費(fèi)、醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計。它具備軌到軌CMOS輸入和輸出，僅需59μA的電源電流就能實(shí)現(xiàn)1.5MHz的增益帶寬積（GBW），并且在長時間和不同溫度條件下，零漂移輸入失調(diào)電壓最大僅為10μV。這種零漂移特性有效降低了CMOS輸入運(yùn)算放大器中常見的高1/f噪聲，使其在各種低頻測量應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

該系列產(chǎn)品中，MAX9617和MAX9619采用2mm x 2mm、6引腳的SC70封裝，其中MAX9619還具備節(jié)能關(guān)機(jī)模式；MAX9618采用2mm x 2mm、8引腳的SC70封裝；MAX9620采用2mm x 2mm、5引腳的SC70封裝。所有器件都能在 -40°C至 +125°C的汽車工作溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

優(yōu)勢與特性

延長電池壽命

• 低靜態(tài)電流：僅59μA的靜態(tài)電流，大大降低了功耗，對于電池供電的設(shè)備來說，能顯著延長電池的使用時間。
• 寬電源電壓范圍：支持1.8V至5.5V的單電源電壓范圍，增加了電源設(shè)計的靈活性。
• 節(jié)能關(guān)機(jī)模式：MAX9619的節(jié)能關(guān)機(jī)模式可進(jìn)一步降低功耗，在不使用時減少不必要的能量消耗。

支持廣泛的精密應(yīng)用

• 超低輸入失調(diào)電壓：最大僅10μV的輸入失調(diào)電壓，確保了高精度的信號處理。
• 超低輸入偏置電流：僅10pA的輸入偏置電流，減少了信號誤差，提高了測量的準(zhǔn)確性。
• 高增益帶寬積：1.5MHz的GBW，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的帶寬需求。
• 單位增益穩(wěn)定：保證了在不同增益配置下的穩(wěn)定性。
• 低噪聲性能：在0.1Hz至10Hz的范圍內(nèi)，輸出電壓峰峰值僅0.42μV，在1kHz時輸入電壓噪聲密度為42nV/√Hz，有效減少了噪聲干擾。
• 軌到軌輸入輸出：能夠處理接近電源電壓的信號，提高了信號的動態(tài)范圍。

節(jié)省電路板空間

提供5引腳（MAX9620）、6引腳（MAX9617/MAX9619）和8引腳（MAX9618）的SC70封裝，這些小巧的封裝適合對空間要求較高的設(shè)計。

應(yīng)用領(lǐng)域

MAX9617 - MAX9620的出色性能使其適用于多種領(lǐng)域，包括但不限于以下幾個方面：

• 傳感器接口：高精度和低噪聲的特性使其能夠準(zhǔn)確處理傳感器輸出的微弱信號。
• 環(huán)路供電系統(tǒng)：與壓力傳感器或應(yīng)變計等設(shè)備接口時，其低功耗和寬電源電壓范圍能夠滿足系統(tǒng)的要求。
• 便攜式醫(yī)療設(shè)備：如心電圖（ECG）和脈搏血氧儀等設(shè)備，對精度和功耗有較高的要求，該系列運(yùn)算放大器能夠很好地滿足這些需求。
• 電池供電設(shè)備：低靜態(tài)電流和節(jié)能關(guān)機(jī)模式有助于延長電池壽命，提高設(shè)備的使用時間。
• 心臟監(jiān)護(hù)儀：需要高精度的信號處理和穩(wěn)定的性能，MAX9617 - MAX9620能夠提供可靠的支持。

電氣特性

電源參數(shù)

• 電源電壓范圍：在不同的溫度條件下，由電源抑制比（PSRR）保證，電源電壓范圍為1.6V至5.5V。
• 電源電流：每個放大器在 +25°C時的典型電源電流為59μA，在 -40°C至 +125°C的溫度范圍內(nèi)最大為111μA。
• 電源抑制比（PSRR）：在1.8V至5.5V的電源電壓范圍內(nèi)，+25°C時典型值為135dB，在 -40°C至 +125°C的溫度范圍內(nèi)最小值為107dB。
• 上電時間：在特定條件下，上電時間典型值為20μs。
• 關(guān)機(jī)電源電流：MAX9619在關(guān)機(jī)模式下的電源電流最大為300nA。
• 從關(guān)機(jī)模式開啟時間：MAX9619在3.3V電源電壓下，從關(guān)機(jī)模式開啟的時間典型值為50μs。

直流參數(shù)

• 輸入失調(diào)電壓：在 +25°C時典型值為0.8μV，最大為10μV，在 -40°C至 +125°C的溫度范圍內(nèi)最大為25μV。
• 輸入失調(diào)電壓漂移：最大為120nV/°C。
• 輸入偏置電流：在 +25°C時典型值為31pA，在 -40°C至 +85°C的溫度范圍內(nèi)最大為95pA，在 -40°C至 +125°C的溫度范圍內(nèi)最大為580pA。
• 輸入失調(diào)電流：最大為5pA。
• 輸入共模范圍：保證了在整個溫度范圍內(nèi)的共模輸入電壓范圍。
• 共模抑制比（CMRR）：在特定共模輸入電壓和溫度范圍內(nèi)，CMRR典型值較高，保證了對共模信號的抑制能力。
• 開環(huán)增益：在不同的輸出電壓范圍和負(fù)載電阻條件下，開環(huán)增益較高，保證了信號的放大能力。

交流參數(shù)

• 增益帶寬積：典型值為1.5MHz。
• 壓擺率：在0V至2V的輸出電壓范圍內(nèi)，壓擺率典型值為0.7V/μs。
• 輸入電壓噪聲密度：在1kHz時典型值為42nV/√Hz。
• 輸入電壓噪聲：在0.1Hz至10Hz的范圍內(nèi)，峰峰值典型值為0.42μV。
• 輸入電流噪聲密度：在1kHz時典型值為100fA/√Hz。
• 相位裕度：在負(fù)載電容為20pF時，相位裕度典型值為60°，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
• 容性負(fù)載能力：能夠穩(wěn)定驅(qū)動最大400pF的容性負(fù)載。
• 串?dāng)_：在10kHz時（MAX9618），串?dāng)_典型值為 -100dB，減少了通道之間的干擾。

邏輯輸入（MAX9619）

• 關(guān)機(jī)輸入低電平：最大為0.5V。
• 關(guān)機(jī)輸入高電平：最小為1.3V。
• 關(guān)機(jī)輸入泄漏電流：最大為100nA。

典型工作特性

文檔中給出了多個典型工作特性的圖表，包括輸入失調(diào)電壓漂移直方圖、輸入失調(diào)電壓直方圖、電源電流與電源電壓和溫度的關(guān)系、輸入失調(diào)電壓與輸入共模電壓和溫度的關(guān)系、共模抑制比與頻率和溫度的關(guān)系、輸出電壓擺幅與溫度的關(guān)系、開環(huán)增益與頻率的關(guān)系、輸入電壓噪聲與頻率的關(guān)系等。這些圖表有助于工程師更好地了解器件在不同條件下的性能表現(xiàn)，從而進(jìn)行更優(yōu)化的設(shè)計。

引腳配置與描述

不同型號的MAX9617 - MAX9620具有各自的引腳配置，主要引腳包括正輸入（IN+）、負(fù)輸入（IN -）、輸出（OUT）、電源（VDD）、地（GND）等。其中，MAX9619還具有關(guān)機(jī)引腳（SHDN），通過拉低該引腳可以激活關(guān)機(jī)模式。MAX9618是雙通道器件，具有兩個輸出和兩個輸入通道。每個引腳都有其特定的功能，詳細(xì)的引腳描述幫助工程師正確連接和使用這些器件。

詳細(xì)工作原理

自動調(diào)零技術(shù)

MAX9617 - MAX9620采用了創(chuàng)新的自動調(diào)零技術(shù)，通過內(nèi)部的自動調(diào)零電路，使器件能夠?qū)崿F(xiàn)小于10μV（最大）的輸入失調(diào)電壓，并消除了1/f噪聲。這種技術(shù)保證了在長時間和不同溫度條件下的高精度信號處理。

內(nèi)部電荷泵

內(nèi)部電荷泵提供了一個通常比上軌高1V的內(nèi)部電源。這個內(nèi)部電源使得MAX9617 - MAX9620能夠?qū)崿F(xiàn)真正的軌到軌輸入和輸出，同時提供了出色的共模抑制比、電源抑制比和增益線性度。電荷泵無需外部組件，并且在大多數(shù)應(yīng)用中對用戶完全透明。其工作頻率遠(yuǎn)高于放大器的單位增益頻率，避免了在敏感應(yīng)用中出現(xiàn)混疊或其他信號完整性問題。

關(guān)機(jī)操作

MAX9619具有低電平有效關(guān)機(jī)模式，在關(guān)機(jī)模式下，靜態(tài)電流可降低至小于300nA，輸入和輸出呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。這使得多個器件可以在不使用外部緩沖器的情況下復(fù)用至單條線路上。通過將SHDN引腳拉高可恢復(fù)正常工作。關(guān)機(jī)高（VIH）和低（VIL）閾值電壓的設(shè)計便于與數(shù)字控制（如微控制器輸出）集成，且這些閾值與電源無關(guān)，無需外部下拉電路。

應(yīng)用注意事項

容性負(fù)載穩(wěn)定性

在許多運(yùn)算放大器中，驅(qū)動大容性負(fù)載可能會導(dǎo)致不穩(wěn)定。MAX9617 - MAX9620能夠穩(wěn)定驅(qū)動最大400pF的容性負(fù)載。對于更高容性負(fù)載的穩(wěn)定性，可以通過在運(yùn)算放大器輸出端串聯(lián)一個隔離電阻來改善。該電阻通過將負(fù)載電容與放大器輸出隔離，提高了電路的相位裕度。文檔中的典型工作特性圖表給出了容性負(fù)載與隔離電阻的穩(wěn)定工作區(qū)域。

電源供應(yīng)與布局

MAX9617 - MAX9620可以使用相對于地的 +1.6V至 +5.5V單電源或 ±0.8V至 ±2.75V雙電源供電。使用雙電源時，需將兩個電源分別通過0.1μF電容接地；使用單電源時，將VDD通過0.1μF電容接地。

精心的布局技術(shù)有助于通過減少運(yùn)算放大器輸入和輸出端的雜散電容來優(yōu)化性能。為了減少雜散電容，應(yīng)將外部組件靠近運(yùn)算放大器引腳放置，以最小化走線長度。

總結(jié)

MAX9617 - MAX9620系列運(yùn)算放大器憑借其低功耗、零漂移、高增益帶寬積、軌到軌輸入輸出等出色特性，在便攜式消費(fèi)、醫(yī)療和工業(yè)等多個領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其豐富的功能和良好的性能表現(xiàn)，為電子工程師在設(shè)計高精度、低功耗電路時提供了一個優(yōu)秀的選擇。大家在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)具體需求選擇合適的型號，并注意相關(guān)的應(yīng)用注意事項，以充分發(fā)揮該系列運(yùn)算放大器的優(yōu)勢。